Как быстро масштабировать производство и не ошибиться в шестнадцати литрах

Как выглядит производство дезоксинуклеозидтрифосфатов и что меняется, когда вместе с новым вирусным заболеванием приходит небывалый спрос на реактивы для полимеразной цепной реакции? Сотрудники группы компаний «Биосан» и «Биолабмикс» рассказывают о том, как все начиналось и как пандемия COVID-19 изменила производственные планы.

Credit:
архив ООО «Биосан»

— Ковид сделал так, что нам пришлось проводить масштабирование производства в экстренных условиях, — говорит Николай Тамкович, руководитель отдела исследований и развития «Биолабмикса». — В принципе мы были готовы, но нагрузка легла на всех в лаборатории. Поэтому мы не могли себе позволить карантин.

Основной продукт ООО «Биолабмикс» — наборы для амплификации нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) методом ПЦР. С Николаем Тамковичем мы беседуем в лаборатории «Биолабмикса» в стильном здании на территории Технопарка Новосибирского Академгородка. ООО «Биолабмикс» располагается на втором этаже здания, на третьем этаже находится ООО «Биосан» с производством нуклеотидов — тех самых дезоксинуклеозидтрифосфатов, или, как тут говорят, «букв» A, C, T, G, U, которые входят в состав любого ПЦР-набора.

Комплекс лабораторно-производственных зданий Технопарка на Инженерной улице не похож на основную застройку Академгородка. Говорят, в первое время местные жители ходили сюда фотографироваться «как в Европе», потом привыкли.

ФОТО 2.jpg

Здание Технопарка, в котором размещаются ООО «Биосан» и ООО «Биолабмикс». 

Credit: Алексей Зырянов 

«Биосан»

Трифосфаты — самый востребованный продукт компании «Биосан», которая производит эти биохимические реагенты уже почти тридцать лет. В 2019 году компания совместно с Институтом химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН была удостоена Государственной премии Новосибирской области за разработку и внедрение в производство метода синтеза дезоксинуклеозид-5’-трифосфатов. На реагентах компании «Биосан» работают почти все российские производители медицинских диагностических ПЦР-тестов.

ФОТО 3.jpg

Владимир Рихтер, заместитель директора ООО «Биосан», кандидат биологических наук

Credit: Алексей Зырянов

— Абсолютно все ведущие российские производители диагностических тест систем - уточняет заместитель директора «Биосана» Владимир Рихтер – используют наши продукты. Среди них ЦНИИ Эпидемиологии, «Вектор-Бест», «ДНК-Технология», «Литех», «Алкор Био», «Синтол». Мы плотно работаем и с научно-исследовательскими институтами, и с большим удовольствием снабжаем ученых, но потребности у ученых гораздо меньше, чем у коммерческих фирм. В Новосибирске у нас широкий рынок этих институтов. Мы поставляем и в другие регионы, в Москву, в Питер.

— А продаете ли вы в другие страны?

— Да, мы продаем и за рубеж, — отвечает Владимир Рихтер, — в Эстонию, в Англию, в Чехию, в Германию, иногда Малайзию, Южную Корею, в Иран. Сейчас начали плотно работать с Соединенными Штатами, но не уверен, что будет все хорошо получаться из-за политических проблем. Совершенно неожиданно для нас случились летние очередные санкции. Когда Россия, Венесуэла и Иран попали в санкционный список у США, поставки нашей продукции в США и поставки нам оттуда были на несколько недель просто заблокированы, они и сейчас затруднены. Требуется больше времени на все процедуры. Но интерес с той стороны есть.

«Биолабмикс»

Долгое время «Биосан» работал для рынка b2b. Потом стало понятно, что компания может охватить и рынок b2c, предлагая качественную и недорогую продукцию непосредственно ученым в научно-исследовательские лаборатории. Так десять лет назад появилась компания «Биолабмикс».

ФОТО 4.jpg

Евгений Рихтер, директор ООО «Биолабмикс»

Credit: Алексей Зырянов

— Началось с того, что мы получили поддержку фонда Бортника по программе «Старт» и начали делать наборы реактивов для ПЦР. Потом мы участвовали в программах «Старт-2», «Старт-3». Развивались совместно с фондом Бортника, — рассказывает Евгений Рихтер, директор ООО «Биолабмикс». Мы беседуем в его кабинете, за столом под зеленым постером с солнечным лиственным лесом. — Процесс наладки производства занял лет пять. Нужно было привлечь клиентов, объяснить, что наш продукт хороший, качественный, что можно отказаться от реактивов зарубежных конкурентов. Пришлось поработать над тем, чтобы наша продукция стала узнаваема.

Ключевые реагенты «Биолабмикса» — «свои», то есть производятся компанией «Биосан». Некоторые компоненты, в основном соли, закупаются у хороших европейских и американских брендов. У большинства ученых работа рассчитана на несколько лет, и они не могут просто так перейти на другой реактив, потому что в итоговой статье должны быть указаны реактивы одной фирмы, чтобы и другие могли повторить этот же эксперимент. Новой компании было необходимо завоевать доверие клиентов к качеству своей продукции.

— На первых порах реагенты тестировались в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН. — продолжает Евгений Рихтер. — Мы постоянно давали пробники ученым, встречались на конференциях и на наших семинарах, где рассказывали о продукции, ставили эксперименты с нашими реактивами, демонстрировали результаты.

В конце концов компания добилась признания. Почти в каждом российском институте, который так или иначе занимается ПЦР-анализом, есть коробочки с нашими реактивами.

Пять букв

Просторная и светлая химическая лаборатория. Уютно: вытяжки заполняют помещение ровным шумом, сотрудник в синем халате наблюдает за работой хроматографа, девушка Соня в белом халате проверяет параметры на блоке управления большого ротационного испарителя. Возвышаются обратные холодильники нескольких испарителей с цветным антифризом, розовым или желтым, в стеклянных спиралях.

ФОТО 5 1000.jpg

Ротационный испаритель работает.

Credit: Алексей Зырянов

В этой лаборатории компании «Биосан» из дезоксинуклеозидмонофосфатов получают дезоксинуклеозидтрифосфаты или, кратко, нуклеотиды, — реагенты, необходимые для ПЦР-анализа и синтеза ДНК.

Производство нуклеотидов проходит поэтапно: обработка исходников, синтез, обработка синтеза, экстракция, обесцвечивание, доведение раствора до нужной концентрации и фасовка в пластиковую тару.

ФОТО 6.jpg

Дарья Лебедева, главный технолог, ведущий инженер производства трифосфатов ООО «Биосан».

Credit: Алексей Зырянов

Дарья Лебедева, главный технолог и ведущий инженер производства трифосфатов ООО «Биосан», подводит меня к вытяжному шкафу с пустой химической посудой:

— Все начинается с подготовки реагентов. Здесь происходят химические реакции с разными компонентами и растворителями, подготовка и сушка исходных материалов для запуска в синтез. Все происходит в вытяжном шкафу, потому что это органическая химия, она пахнет, с ней нельзя работать вне вытяжного шкафа.

Следующий этап — синтез. Мы переходим к другому вытяжному шкафу, в котором стоит стеклянный сосуд с торчащими вверх отростками.

— Это называется реактор, — объясняет Дарья Лебедева. — Они бывают разных видов, этот — трехстеночный охлаждаемый вакуумируемый реактор. Все реакции ведутся при охлаждении, в безводной среде, с обязательным контролем всех параметров: температура, скорость вращения.

Рядом с реактором стоит колба с белым порошком. Это монофосфат, который пойдет в синтез через несколько дней. Он подготовлен, стоит под осушителем, чтобы в него не попала влага.

ФОТО 7.jpg

Монофосфат, подготовленный к синтезу.

Credit: Алексей Зырянов

Готовую продукцию — нуклеозидтрифосфаты — выделяют после синтеза на высокопроизводительном препаративном хроматографе в несколько стадий. Выход водного раствора продукта после хроматографии — до 40 литров. Раствор разделяют на четыре больших ротационных испарителя, где и упаривают до нужной концентрации. Колбы испарителей вращаются, к блоку управления одного из них прицеплена скотчем бумажная шпаргалка: название нуклеотида (dG, дезоксигуанозин-5’-трифосфат) и закодированный номер синтеза. Конечная концентрация готового продукта — 0,1М.

ФОТО 8.jpg

Ротационный испаритель

Credit: Алексей Зырянов

— Сколько времени занимает производство одной партии? — спрашиваю я.

— Полный цикл производства нуклеотида занимает около недели, — отвечает Дарья. — Два дня уходит на подготовку исходников, полтора часа на синтез, два-три дня на выделение готовой продукции. У нас в ассортименте пять «букв»: аденин, гуанин, цитозин, тимин и уридин. Производится порядка четырех-пяти, иногда ближе к шести, литров готовой продукции в неделю — две «буквы», примерно по 2,5 литра каждой.

После фильтрации готовый раствор фасуется в стерильный пластик. На всех стадиях производства, начиная с синтеза, проверяют чистоту продукта — «прогоняют» на высокоэффективной жидкостной хроматографии на отечественном хроматографе. Стерильность также контролируется. Системы очистки воды регулярно обрабатываются, чтобы в них не заводились бактерии. Достаточно ли такой обработки, случаются ли возвраты партий?

— Были случаи, что партии возвращались, как установил отдел контроля качества по арбитражной пробе этой партии, из-за того, что некоторые потребители пока не умеют ставить ПЦР. У других заказчиков все прекрасно на тех же партиях работало. То есть это вопрос не к нашему качеству, а к умению ставить ПЦР, — говорит Дарья Лебедева.

Чистые комнаты

Производство ПЦР-наборов идет в типичной молекулярно-биологической лаборатории: ламинары, амплификаторы, разнокалиберные автоматические пипетки на специальных подставках, стерильные одноразовые носики, разноцветные пластиковые штативы. Здесь компоненты для ПЦР-наборов — ферменты, растворы нуклеотидов — разливаются по пластиковым микропробиркам.

Помещение оснащено по стандартам, предъявляемым к диагностическим лабораториям, которые работают с малоопасными микроорганизмами. Здесь соблюдается зональность, тестирование и ПЦР-анализ проводятся в разных помещениях, работает приточно-вытяжная вентиляция, стоят фильтры для очистки воздуха.

Качественный фермент в ПЦР-наборе — главное, именно он обеспечивает сборку фрагмента нуклеиновой кислоты, комплементарного таргетному участку матрицы. На производстве компаний «Биосан» и «Биолабмикс» осуществляют полный цикл получения ферментов: наработка, выделение, очистка. Ферменты — Taq и Hot Start Taq ДНК-полимеразы, обратная транскриптаза МоМLV — синтезируются высококвалифицированными специалистами, выпускниками Новосибирского государственного университета.

ФОТО 9.jpg

Николай Тамкович, руководитель отдела исследований и развития ООО «Биолабмикс», кандидат химических наук, за работой на производстве ПЦР-наборов.

Credit: Алексей Зырянов

— Самое сложное для получения качественного фермента — это его очистка, — рассказывает Николай Тамкович, — потому что фермент ДНК-связывающий, и надо его очистить от ДНК хозяина. Мы сначала использовали американский набор для того, чтобы оценивать примеси ДНК, потом мы разработали полностью идентичный свой набор. В продажу пока не запустили. У нас в России небольшой рынок для таких продуктов, поэтому пока смотрим, ищем контакты, раздаем образцы.

Наука не стоит на месте: открываются новые, более эффективные ферменты, исследователи с удовольствием берут их на вооружение. Чтобы своевременно реагировать на запросы рынка, производитель должен отслеживать тематические публикации и запускать разработку нового продукта. Собственный R&D у «Биолабмикса» пока только в планах, однако существующая линейка ферментов вполне удовлетворяет потребностям клиентов.

— Мы потихонечку расширяем свою ферментативную базу, в ближайшем будущем будем думать о том, чтобы создавать новые ферменты. Но и потенциал тех ферментов, которые мы имеем, не до конца раскрыт, — говорит Николай Тамкович.

На сайте компании «Биолабмикс» приведен внушительный список научных статей в серьезных журналах, в которых ученые использовали продукцию компании. Спектр тем довольно широк: от биомаркеров рака до метагенома байкальских вод.

— Приятно слышать, когда люди говорят: раньше мы безуспешно пробовали пользоваться таким-то набором, а ваш взяли, и все получилось. Например, с древней ДНК. У нас есть набор для длинных и сложных матриц, и он прекрасно сработал у заказчика. Он поднял нашим набором то, что не поднимали наборы иностранных производителей. Когда слышишь такое, понимаешь: не зря старались, — говорит Тамкович.

Перевооружение

Пандемия COVID-19 повлияла на работу компаний «Биосан» и «Биолабмикс» самым непосредственным образом: с ростом производства диагностических ПЦР-тест-систем на SARS-CoV-2 резко увеличился спрос как на ПЦР-наборы ООО «Биолабмикс», так и на отдельные реактивы ООО «Биосан». Обороты выросли в разы. До пандемии, например, компания «Биосан» делала 40–50 литров трифосфатов в год, в этом году уже сделано 150 литров за 9 месяцев.

Вместе со спросом значительно увеличилась и нагрузка на сотрудников. На производстве трифосфатов занято всего семь человек, трое из них пришли во время пандемии. Как столь небольшой коллектив справлялся с работой в экстренной ситуации?

— Нагрузка была бешеная: мы приходили в семь утра, а уходили в семь вечера. Не было перерывов вообще ни на что: очень интенсивный, плотный рабочий график. Мы выдержали, мы справились. В общем-то мы большие молодцы, я считаю, — говорит Дарья Лебедева.

ФОТО 10.jpg

Коллектив лаборатории по производству трифосфатов.

Credit: Алексей Зырянов

Чтобы удовлетворить спрос, провели срочное техническое перевооружение. В первую очередь, модернизировали хроматографическое выделение нуклеозидтрифосфатов.

— Раньше хроматография занимала до недели. Это все проводилось вручную, без насосов, без приборов. С покупкой современных хроматографических аппаратов мы, конечно, сильно ускорились, — рассказывает Дарья Лебедева.

С переходом на новую хроматографию пришлось заново подбирать условия выделения. Сейчас найдены практически оптимальные параметры, но процесс модернизации все еще идет. Также пришлось внести изменения в синтез, увеличить загрузки в реактор, изменить схему обработки продуктов реакции.

ФОТО 11 1000.jpg

Дезоксинуклеозидтрифосфаты используются в качестве субстрата в реакциях матричного синтеза ДНК и РНК.

Credit: архив ООО «Биосан»

— Раньше делали одним способом, я внедрила другой, потому что тот был трудоемкий, тяжелый. Хотела себе жизнь облегчить, пришлось придумать, — улыбается Дарья Лебедева, — Мы закупили много нового оборудования: испарители, вакуумные насосы. Очень большой объем работы состоит в подготовке исходников: их нужно сушить под вакуумом, для всего этого нужны нагревательные приборы и насосы. Нам не хватало, пришлось срочно покупать. Доходило до того, что реагент досыхал прямо к тому моменту, когда надо было запускать синтез, то есть все четко по времени было рассчитано, буквально по секундочкам.

В период пиковой нагрузки производство трифосфатов выдавало до 10 литров продукции в неделю. Это длилось полтора-два месяца. Однако работа в эпоху COVID-19 для «Биосана» могли быть гораздо тяжелее, если бы компания не готовилась к изменениям заранее.

ФОТО 12.jpg

Владимир Рихтер, заместитель директора ООО «Биосан»

Credit: Алексей Зырянов

— Еще в январе, когда только первые отголоски пошли, мы предприняли ряд шагов, которые позволили нам довольно плавно войти в пандемию. Мы закупили сырье, стали модернизировать производственные площади, закупали дополнительное оборудование. Мы предвидели, что может существенно увеличиться спрос на нашу продукцию, — объясняет Владимир Рихтер. — Я считаю, что мы почти без потерь вышли. Весной, в самый сложный период, мы не справлялись со всеми заказами — потребности в десять раз превышали наши производственные мощности. Мы, наверное, потеряли ряд зарубежных клиентов безвозвратно, но у нас была принципиальная позиция: в первую очередь мы обеспечиваем российских клиентов, все основные компании, которые производят диагностические ПЦР-тесты, а на за рубеж работаем по остаточному принципу.

В 2020 году министерство промышленности, торговли и развития предпринимательства Новосибирской области оказало нашей компании помощь в получении кредитных средств господдержки из Центра развития промышленности региона. За счет открытия новой производственной линии мы смогли в два раза увеличить объемы выпуска одного из главных компонентов тест-систем на коронавирус.

Производство ПЦР-наборов тоже интенсифицировали.

ФОТО 13.jpg

Николай Тамкович, руководитель отдела исследований и развития ООО «Биолабмикс», кандидат химических наук.

Credit: Алексей Зырянов

— До коронавируса литра реагентов нам на месяц хватало, теперь некоторых реагентов мы стали делать по 16 литров в неделю — говорит Николай Тамкович. — Увеличилась емкость тары, надо было тару специальную подбирать, чтобы и сорбции не было, и стерильность была. Закупали новое стерилизующее оборудование, водоочистку. В целом, мы успешно прошли этот этап, потому что исходная технология имела большой запас прочности. — На диагностических наборах работают люди, которые привыкли работать по стандартам. У них должно быть все всегда одинаково, воспроизводимо. Шаг в сторону — это катастрофа. Количество ферментов в балковских фасовках стало в разы больше. А самое сложное — это смешивать большие объемы ферментов так, чтобы они сохраняли свои свойства. Ошибка в одном литре — это одна ситуация, а в шестнадцати литрах — совсем другая. Надо было переделывать реагентику. Мы поняли, что в период пандемии в основном будет востребована одношаговая ОТ-ПЦР. У нас она уже была в наборе БиоМастер ОТ-ПЦР-РВ (2×), мы начали ее нарабатывать, потому что были предварительные переговоры о крупных поставках. Расширение штата за счет привлечения незнакомых людей с рынка труда было практически невозможно, так как подготовка нового сотрудника занимает два-три месяца. Технически мы были готовы, но большая физическая нагрузка легла на всех сотрудников в лаборатории, — резюмирует Николай Тамкович.

ФОТО 14.jpg

Коллектив лаборатории по производству ПЦР-наборов ООО «Биолабмикс».

Credit: Алексей Зырянов


— Были ли проблемы с поставками лабораторного пластика?

— Да, были. У нас тут под боком крупная российская дистрибьютерская компания, так как мы были на короткой ноге, смогли с ними договориться, — отвечает Тамкович.

Возросший объем продаж означает более интенсивный документооборот и повышенные финансовые риски. Из-за закрытия границ нужно было искать новые пути доставки продукции как по России, так и за границу, и не допускать задержек в экстремальных условиях.

— Мы испытывали очень большие сложности по логистике, потому что прекратились все авиационные перевозки, а у нас перевозка, которая требует температурных условий от -20℃ до +4℃ максимум, — рассказывает Светлана Тысченко, руководитель отдела продаж «Биосан» и «Биолабмикс». — В Казахстан все шло через Москву, и очень долго. Были возвраты продукции из-за этого. Приходилось искать новые логистические пути и партнеров грузоперевозчиков. За счет того, что мы позиционировали себя как топовая фирма в борьбе с COVID-19, нам удалось вписаться по логистике у грузоперевозчиков в бронирование мест вместе с такими фирмами как «Вектор-Бест», например, и найти такой путь поставки, чтобы клиенты получали продукцию на следующий день. Допустим, в пятницу приходит заказ, мы вечером отгружаем, и продукция в субботу уже приходит клиенту, например, в Санкт-Петербург.

Что будет дальше

ФОТО 15.jpg

Владимир Рихтер, заместитель директора ООО «Биосан», рассказывает о будущем компании.

Credit: Алексей Зырянов

Штат «Биосана» и «Биолабмикса» невелик — 35 человек на две компании. Компании регулярно принимают участие в международных выставках: Medica в Дюссельдорфе, Analytica в Мюнхене, Labvolution в Ганновере и других. При этом в своем сегменте компании могут потягаться с такими гигантами, как Roche и Promega, а достойных отечественных конкурентов можно пересчитать по пальцам.

На вопрос о дальнейших планах руководители «Биосан» и «Биолабмикс» отвечают одинаково — расти. Однако о конкретных целях и рубежах пока говорить сложно — коронавирус перемешал приоритеты. Отвечая на мой вопрос о развитии, Владимир Рихтер берет ручку и раскрывает на чистой странице брендированный блокнот:

— Я могу вам нарисовать, как я вижу «Биосан» и производство трифосфатов, — он рисует систему координат — годы по оси абсцисс, объем продукции по оси ординат, и прямую от угла вверх. — Мы развивались по такой прямой. И в этом году мы выстрелили вот так, — на прямой появляется горб. — Некоторое время так было, сейчас пошло на спад. Я думаю, мы вернемся, но не к этому уровню. Мы вернемся к уровню вот такому, — от нижней точки горба вырастает прямая параллельная первой, но выше ее.

ФОТО 16.jpg

График Владимира Рихтера.

Credit: Алексей Зырянов

Дельту предсказать трудно, но, по мнению Владимира Рихтера, спрос на продукцию останется выше, чем до пандемии. Это обусловлено целым рядом причин. Во-первых, возросла популярность ПЦР. Во-вторых, увеличились мощности ПЦР-лабораторий. В-третьих, приходят новые методы, для которых «Биосан» и «Биолабмикс» готовы производить реагенты.

Вырастет не только объем продукции, но и производственные площади. «Биосан» в скором времени переедет в другое здание. Сейчас производство трифосфатов занимает около 200 м2, на новом месте на двух этажах под него отведено 350 м2 и еще столько же под выделение ферментов. Это даст возможность компании «Биолабмикс» расшириться в пределах нынешнего здания, заняв площади «Биосана», а в перспективе тоже переехать в помещения побольше.

— Рядом начнется стройка еще одного здания, в которую мы войдем как инвесторы. Сейчас у нас все довольно просто, потому что мы росли с небольших объемов. Построим свои площади, сделаем высококлассное биотехнологическое производство, — говорит Евгений Рихтер.

В планы входит расширение не только площадей, но и географии продаж. Так, наборы «Биолабмикса» сейчас продаются в основном в США и Италию. Чтобы сделать их более востребованными на европейском рынке, нужно сертифицировать производство по европейскому стандарту, и компания работает над этим.

— Наша продукция не требует сертификации, так как идет для научно-исследовательских целей, но европейцы привыкли, что все должно быть сертифицировано, это им доказывает, что производство придерживается каких-то стандартов, — объясняет Евгений Рихтер.

Еще один стратегически важный шаг — открытие филиалов в разных городах, в первую очередь, в Москве. Для «Биолабмикса» Москва — самый крупный рынок, и его давно занимают сильные российские конкуренты.

Сейчас поставка в Москву из Новосибирска идет два-три дня. Открытие филиала и склада в Москве позволит поставлять продукцию местным клиентам на следующий день после заказа. На базе московского филиала планируется открытие и экспортного отдела, а дальше — представительства в Европе.

ФОТО 17.jpg

Светлана Тысченко, руководитель отдела продаж «Биосан» и «Биолабмикс», на конференции.

Credit: архив Светланы Тысченко

— Возможно, даже в Германии будет филиал, — делится планами Светлана Тысченко. — Это будет удобно для европейских потребителей. В Германии, Чехии у нас есть свои дистрибьюторы. А в России мы готовы работать по любой удобной для покупателя схеме вплоть до длительных отсрочек оплаты и оплаты физическими лицами-грантодержателями. Нашу продукцию выбрали в сложный период пандемии ведущие российские производители диагностических ПЦР-тестов на COVID-19 — это ли не лучшее доказательство реального успеха наших компаний!

— Мы стараемся приблизиться к западным стандартам, — говорит Владимир Рихтер. — Наша цель — сегодня позвонил ученый, завтра поставили продукцию.

Партнерский материал


Добавить в избранное

Вам будет интересно